DE171117C - - Google Patents

Description

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Vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Kondensatoren, und zwar insbesondere solche Kondensatoren, welche für die drahtlose Telegraphie mittels elektromagnetischer Wellen Anwendung finden.

Bekanntlich besteht eine der Hauptschwierigkeiten bei der Erzeugung und Übertragung elektrischer Schwingungen darin, daß es keinen Kondensator gibt, dessen Dielektrikum allen Anforderungen entspricht. Die bisher bei der Erzeugung,· Übertragung und Auffangung elektrischer Schwingungen angewendeten Kondensatoren leiden an folgenden Übelstähden:

a) Die Dielektrizitätskonstante oder die spezifische induktive Kapazität der isolierenden Schicht ändert sich mit dem Potential, wodurch die Form der Wellenkurve verzerrt wird. Dies ist insbesondere bei Anwendung von Wasser oder anderen Flüssigkeiten als Dielektrikum der Fall und hat zur Folge, daß eine genaue Abstimmung unmöglich wird. Aus demselben Grunde findet eine Verzerrung der Wellenform statt, wenn Glas als Dielektrikum benutzt wird.

b) Die Dielektrizitätskonstante ändert sich mit der Frequenz und mit der Temperatur. Dieser Fehler ist nahezu allen Dielektrizis gemeinsam und hat wesentliche Verluste, sowie auch die Unmöglichkeit einer genauen Abstimmung zur Folge.

c) Infolge dielektrischer Hysteresis und

elektrischer Leitungsfähigkeit des Dielektrikums finden Energieverluste, Erhitzung des Dielektrikums und Verringerung der Resonanz statt.

d) Bei hohem Potential finden Entladungen statt, und die hierdurch verursachten Energieverluste betragen bei Glasplattenkondensatoren bis 50 Prozent der Energie; auch bei gewohnlichen Luftkondensatoren kommen ähnliche Verluste vor.

e) Bei Anwendung von Luft von gewöhnlichem Druck oder von Öl als trennende Schicht sind die Kondensatoren in dielekirischer Hinsicht sehr schwach und müssen daher sehr große Abmessungen erhalten, wodurch die Herstellungskosten sich wesentlich erhöhen.

f) Das Dielektrikum verträgt keine extremen Temperaturen; so z. B. wird Paraffin schon bei mäßig hoher Temperatur weich und löst sich von der Armatur, während eine Mischung von Harz und Bienenwachs bei niedriger Temperatur springt und brüchig wird.

g) Es ist sehr schwierig, die Belegungen mit dem Dielektrikum zu verbinden, ohne daß hierbei Luft eingeschlossen wird. Infolge des unvollkommenen Kontaktes zwisehen Belegung und Dielektrikum findet Wärmeentwicklung statt, welche einerseits Energieverluste zur Folge' hat, andererseits zur raschen Zerstörung des Kondensators führt.

h) Die insbesondere bei ölkondensatoren im Dielektrikum vorhandenen Fremdkörper verringern die Dielektrizitätskonstante.

i) Wenn bei geringer Dielektrizitätskonstante die Abmessungen des Kondensators verhältnismäßig groß gewählt werden müssen, werden Anschlüsse erforderlich, welche eine hohe Selbstinduktion besitzen und die Ladungsfähigkeit des Kondensators verringern.

ίο Infolge der obengenannten Übelstände sind die bekannten Kondensatoren zur Erzeugung, Übertragung und Aufnahme elektromagnetischer Wellen insofern ungeeignet, als sie keine gleichförmige Wirkung ergeben, und infolge der auftretenden Energieverluste, auch wenn diese verhältnismäßig gering sind, die Resonanz stark beeinflußt wird.

So hat es sich oft gezeigt, daß von zwei scheinbar ganz gleichen Kondensatoren der

ao' eine eine doppelt so große Resonanz ergibt als der andere.

Zweck vorliegender Erfindung ist nun, einen Kondensator zu schaffen, dessen Dielektrikum von allen oben genannten Mängeln ganz frei ist. Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet die zweckmäßige Verbindung eines solchen Kondensators mit gewissen Teilen des Schwingungssystems einer Einrichtung zur Erzeugung, Übertragung und Aufnahme elektromagnetischer Wellen.

Der vorliegenden Erfindung gemäß wird als Dielektrikum Luft, Gas oder ein Gemenge von Gasen von solchem Druck angewendet, daß bei dem in Frage kommenden Potential keine statische Entladung und somit kein Energieverlust stattfindet. Die Größe des Drucks richtet sich nach den jeweiligen Bedingungen, ist jedoch in der Regel größer als 4¹J₂ Atm. Es hat sich gezeigt, daß bei einem Plattenabstand von etwa 2 mm und einem Luftdruck von etwa 1O¹Z₂ bis 14 Atm. kein merklicher Energieverlust bis zu einem Potential von 28 000 Volt auftritt, während bei einer weiteren Erhöhung des Potentials bis 28 500 Volt Funkenentladungen stattfinden. . Der neue Kondensator eignet sich insbesondere für drahtlose Telegraphic, und zwar empfiehlt es sich, bei dieser Anwendung auch die Funkenstrecke dem hohen Druck auszusetzen.

In beiliegender Zeichnung ist
Fig. ι ein senkrechter Schnitt durch den Kondensator,
. Fig. 2 ein wagerechter Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1.

Fig. 3 und 4 zeigen in entsprechender Darstellung eine abgeänderte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.

Fig. 5 veranschaulicht in einem senkrechten Schnitt die Verbindung des Kondensators mit einem Transformator oder einer Selbstinduktion und einer Funkenstrecke.

Fig. 6 ' ist eine zugehörige Oberansicht,

Fig. 7 ein Schnitt nach VII-VII in Fig. 5,

Fig. 8 eine Oberansicht bei entferntem Deckel.

Fig. 9 zeigt den Transformator oder eine Selbstinduktion in Einzeldarstellung.

Fig. 10 stellt eine abgeänderte Verbindung des Kondensators mit einer Selbstinduktion und einer Funkenstrecke dar, bei welcher die Größe der Selbstinduktion regelbar ist.

Fig. 11 ist ein wagerechter Schnitt nach XI-XI in Fig. 10.

Fig. 12 und 13 zeigen eine, weitere Verbindung des Kondensators mit einer Selbstinduktion und einer Funkenstrecke in senkrechtem Schnitt und wagerechtem Schnitt nach XIII-XIII in Fig. 12.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 bestehen die beiden Armaturen des Kondensators aus je einer Anzahl von Zylindern 1 bezw. 2, die paarweise konaxial und ineinander angeordnet sind. Die Zylinderpaare sind in einem Gehäuse 3 eingeschlossen, das aus einem beliebigen Material hergestellt sein kann. Besteht das Gehäuse aus Metall, so werden die inneren Zylinder in entsprechende Öffnungen der Deckel eingesetzt und durch Auftreiben der Enden befestigt, so daß sie mit dem Gehäuse in leitender Verbindung stehen. Die äußeren Zylinder sind zwischen Isolierungen oder Stühlchen 4 eingespannt, die die inneren Zylinder 1 umfassen. Um den Eintritt der Preßluft oder des hochgespannten Gases zwischen die Zylinder zuzulassen, sind entsprechende Öffnungen zweckmäßig in den Ringen 4 vorgesehen. Die äußeren Zylinder 2 sind gleichfalls miteinander, leitend verbunden Und durch einen Leiter 5, welcher durch einen Isolierstöpsel 6 durchgeht, an die äußere Zuleitung angeschlossen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 bilden die Zylinder 7 und 8 die eine Armatur des Kondensators und sind zwischen Stühlchen 9 eingespannt, die vorteilhaft aus einem leitenden Material bestehen, so daß sie die Zylinder mit dem Gehäuse leitend verbinden. Der mittlere Zylinder 10 bildet die zweite Armatur des Kondensators und ruht auf ■einem Isolierstühlchen II. Die Anschlußleitung 6 des Zylinders 10 ist wie früher durch einen Isolierstöpsel nach außen geführt. Zum Anschluß an einen entsprechenden Hochdruckbehälter oder Kompressor sind Röhren 13 angeordnet. Der Druck im Gehäuse wird an Spannungsmessern 12 abgelesen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist

in dem Gehäuse des Kondensators eine Selbstinduktion oder ein Transformator und eine Funkenstrecke .eingeschlossen. Das vorzugsweise aus Eisen, Messing" oder Aluminium hergestellte Gehäuse 14 ist mit einem abnehmbaren, luftdicht schließenden Deckel ausgestattet. Die aus einem passenden Metall, wie Messing oder Aluminium, bestehenden Platten 15 der einen Armatur sind mit Metallstäben 16 verbunden, während die (mit den Platten 15 abwechselnden) Platten 17 der" anderen Armatur durch Metallstäbe 18 in Verbindung stehen. Die Stäbe 16 und 18 sind in Isolierplatten 19 aus Porzellan oder dergl. befestigt. Der Transformator (s. Fig. 9), welcher bei Fortfall einer Wickelung auch als eine Selbstinduktion angewendet werden kann, besteht aus zwei Spulen 20 und 21, von denen die eine als Primärwickelung und die andere als Sekundärwickelung dient. Diese Spulen sind zwischen nichtleitenden Platten 22 und 23, vorzugsweise aus Porzellan, angeordnet, die an den inneren Flächen mit Distanzrippen 24 versehen sind. Die eine Platte ist in irgend einer passenden Weise auf der obersten Kondensatorplatte gelagert, während* der ganze Transformator in einer öffnung der oberen Isolierplatte 19 des Kondensators untergebracht ist. Die Spulen 20 und 21 sind vorzugsweise aus hartgezogenem Messing oder aus Phosphorbronze hergestellt und an ihren einen Enden mit der Isolierplatte 23, an ihren anderen Enden mit der Platte 22 fest verbunden, so daß man durch Heben oder Senken der oberen Platte 22 die Spulen auseinanderziehen oder zusammendrücken kann, um bei ungeändertem Transformationsverhältnis die Größe der Selbstinduktion der beiden Wickelungen beliebig einzustellen. Zum Bewegen der Platte 22 dient eine durch den Gehäusedeckel nach außen geführte und mit einem Rädchen versehene Schraubenspindel 25. Mittels einer Skala α kann man unmittelbar die einer beliebigen Einstellung des Transformators entsprechende Wellenlänge ablesen. Bei Fortfall einer der beiden Spulen, z. B. der äußeren Spule 20, kann man die andere Spule 21 (bezw. die Spulen 21) als eine Selbstinduk-.

tion anwenden.

Die Funkenstrecke besteht aus zwei Entladungskörpern 26, 27, von denen der eine in Form einer Scheibe, der andere in Form eines zugespitzten Stiftes ausgebildet ist. Die Scheibe ist mit einer Schraubenspindel 28 verbunden, welche durch einen auf der Glasrohre 29 luftdicht aufsitzenden Deckel nach außen geführt ist. Der Stift 27 wird von einer in die obere Platte 19 eingesetzten Stange 30 getragen. Die Röhre 29 steht mit dem Inneren des Gehäuses in Verbindung, so daß die Funkenstrecke dem Drucke, welcher im Gehäuse herrscht, ausgesetzt ist. Zum Anschluß an die Außenleitungen dienen Leiter 31, die durch Isolierstöpsel 32 luftdicht nach außen geführt sind. Es empfiehlt sich, zwecks Absorption der durch den Funken erzeugten Dämpfe im Inneren des Gehäuses ein Gefäß 33 anzuordnen, das mit Kalk oder einem anderen entsprechenden Stoff gefüllt ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 und 11 sind die Platten 34 und 35 der beiden Armaturen an Stangen 36 bezw. ^y befestigt, die in einen Isolierring 38 eingesetzt sind. Beide Armaturen sind somit vom Gehäuse 39 isoliert. Die Selbstinduktion . besteht hier aus einem Draht 40, der spiralförmig auf eine Trommel 40 f aus nichtleitendem Material gewickelt ist. Die Trommel kann von außen mittels einer entsprechend abgedichteten Spindel 41 gedreht werden. Auf einer A^erlängerung der Stange 36 ist ein Kontaktstift 42 verschiebbar angeordnet, der mit der Spule 40 stets in Berührung steht und durch Drehen der Trommel verstellt werden kann, wodurch die Größe der Selbstinduktion beliebig geregelt wird. Die Funkenstrecke besteht aus den Körpern 43 und 44, von denen der eine direkt 'mit einer Kondensatorplatte und der andere mit dem Ende der Induktionsspule verbunden ist.

Bei der Ausführüngsform nach Fig. 12 und 13 besteht die Selbstinduktion aus zwei Reihen von Ringen 45 bezw. 46. Die Ringe der einen Reihe greifen zwischen die der anderen Reihe und hängen entweder zusammen (wie in der unteren Reihe 46) oder sind voneinander getrennt (wie in der oberen Reihe 45). Die Ringe können zwecks Anderung der Induktanz gegeneinander verstellt werden. Die Ringe 46 der unteren Reihe sind an einer Isolierplatte 47 befestigt, die von den Stangen 36 und ^J getragen wird. Die die anderen Ringe 45 tragende. Isolierplatte 48 kann von außen mittels einer entsprechend abgedichteten Stange 49 eingestellt werden. Die Enden 50, 51 der Funkenstrecke sind wiederum mit der Selbstinduktion bezw. mit einer Kondensatorplatte verbunden.

Gewünschtenfalls kann neben dem hochgespannten Gas noch ein zweites Dielektrikum zur Anwendung kommen, wie beispielsweise in Fig. 10 veranschaulicht ist, nach welcher die Platten 34 und 35 mit einer zusätzlichen Papierisolation versehen sind. Bei einer derartigen Anordnung besteht die Wirkung der hochgespannten Luft hauptsächlich darin, daß die statische Streuung verhütet bezw. auf ein Minimum reduziert wird.

Claims (2)

1. Pate nt-An Spruch ε :

   ι. Elektrischer Kondensator, dadurch gekennzeichnet, daß die Armaturen durch Gas von hoher Spannung voneinander isoliert sind.
2. 2. Eine Ausführungsform des Kondensators nach Anspruch ι für Funkentelegraphen, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlossene Schwingungssystem, bestehend aus Kondensator, Funkenstrecke und Transformator bezw. einer Selbstinduktion, in ein mit hochgespanntem Gas gefülltes Gehäuse eingeschlossen ist, wobei die Funkenstrecke und die Größe der Selbstinduktion von außen geregelt werden können.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.